„Sea Wolf ist in den Berg gestürzt“, liegt es wirklich daran, dass das aktive Sonar nicht eingeschaltet war?

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: Dahui

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Nachdem es am 2. Oktober 2021 zu einem Unterwasser-Kollisionsunfall des US-amerikanischen Angriffs-Atom-U-Boots „Connecticut“ der Seawolf-Klasse kam, vertuschte das US-Militär die Unfallursache. Erst am 1. November veröffentlichte die 7. US-Flotte eine Erklärung zur Unfalluntersuchung, in der es hieß, das Objekt, mit dem das U-Boot in den Gewässern des Südchinesischen Meeres kollidiert sei, sei ein „unbekannter Unterwasserberg“ gewesen.

Satellitenfoto des Atom-U-Boots USS Connecticut vom 20. Oktober (Fotoquelle: Kolumne „War Zone“ auf der Website von The Drive)

Warum sollte das modernste Atom-U-Boot der „Seawolf“-Klasse mit der „Sea Mountain“ kollidieren? Können ähnliche Unfälle wie der „Sea Wolf stürzt gegen einen Seamount“ vermieden werden? Wie vermeiden U-Boote Kollisionen und andere Navigationsunfälle, wenn sie unter Wasser fahren?

Heute nehmen wir den Vorfall „Sea Wolf stürzt in den Berg“ zum Anlass, um auf der Grundlage öffentlicher Informationen über Unterwassernavigation, Positionierung und Kollisionsvermeidungsmethoden für U-Boote zu sprechen.

War das Versäumnis, das aktive Sonar einzuschalten, der Grund für den Absturz in den Berg?

Nach der Kollision gingen viele Analysten davon aus, dass der Hauptgrund für die Kollision darin lag, dass das Atom-U-Boot im Geheimen operierte und das aktive Sonar nicht eingeschaltet war.

Doch ist tatsächlich das aktive Sonar für den „Absturz der Sea Wolf gegen einen Unterwasserberg“ verantwortlich?

Wie wir alle wissen, sind Schallwellen derzeit der einzige Träger, der Informationen im Meerwasser effektiv über große Entfernungen übertragen kann. Sonar, das wichtigste Gerät zur Navigation und Ortung von U-Booten, nutzt Schall zur Navigation, Messung und Ortung unter Wasser.

Der Ursprung des Wortes „SONAR“ ist eigentlich die Abkürzung für „Sound Navigation And Ranging“ im Englischen.

Moderne, moderne U-Boote sind üblicherweise mit einem sphärischen Sonarsystem am Bug, einem Side-Array-Sonar an der Seite und einem geschleppten Linear-Array-Sonar am Heck ausgestattet. Insbesondere nuklearbetriebene Angriffs-U-Boote können mit bis zu 15 Sonaren ausgestattet sein.

Schematische Darstellung der Sonarerkennung für die Unterwassernavigation von U-Booten (Fotoquelle: Phoenix.com)

Diese Sonargeräte können entsprechend ihrer Funktionen in Warnsonare, Angriffssonare, Minensuchsonare, Kommunikationssonare, Identifikationssonare, passive Entfernungsmessungssonare sowie Sonargeräte zur Aufzeichnung und Analyse von Umgebungsgeräuschen, zur Messung der Schallgeschwindigkeit und zur Berechnung der Schallbahn unterteilt werden.

Sie werden in Form eines Basisstationssystems in das U-Boot integriert und dienen der Suche, Identifizierung, Verfolgung, Warnung, Erkennung, Positionierung und akustischen Unterwasserkommunikation von Oberflächenzielen wie Schiffen und U-Booten, Minen, Torpedos sowie aktiven oder festen Unterwasserzielen wie Eisbergen und Hindernissen am Meeresboden.

Schematische Darstellung der hydroakustischen Konfrontation zwischen U-Booten und Überwasserschiffen sowie Flugzeugen (Bildquelle: Referenz 1)

Gleichzeitig kann das U-Boot-Sonarsystem die Schallausbreitungsbedingungen im aktiven Seegebiet, das U-Boot selbst und den Umgebungslärm kontinuierlich überwachen und analysieren, um die besten taktischen Manöver und Sonareinsatzmethoden auszuwählen.

Es sollte betont werden, dass die meisten der heutigen U-Boote, einschließlich der nuklearbetriebenen Angriffs-U-Boote, am Bug mit „aktivem Sonar“ ausgestattet sind, während es sich bei den Seiten- und Heck-Schleppsonaren meist um „passives Sonar“ handelt.

Beim sogenannten Aktivsonar handelt es sich um die aktive Aussendung von Schallwellen zur Unterwasser-Zielerkennung und -Kommunikation;

Passives Sonar sendet keine Schallwellen aus, sondern überwacht und sammelt passiv Zielschallinformationen zur Erkennung, Orientierung und Verfolgung.

Um die Tarnung zu wahren, arbeiten U-Boot-Sonarsysteme hauptsächlich im passiven Modus.

Der aktive Arbeitsmodus dient lediglich dazu, das Ziel vor dem Abfeuern des Torpedos zu lokalisieren und dem Torpedowaffen-Feuerführungssystem präzise Zielkoordinatendaten bereitzustellen.

Man kann sagen, dass aktives Sonar nicht hauptsächlich zur Sicherstellung der Navigation von U-Booten eingesetzt wird, sondern zur Durchführung von Torpedoangriffen.

Öffentlich zugänglichen Informationen zufolge ist das Atom-U-Boot der Seawolf-Klasse mit dem Sonarsystem AN/BQQ-10 ARCI V5 ausgestattet. Unter anderem ist der Bug des Bootes mit einem Aktiv-/Passiv-Sonar BQS-13DNA ausgestattet, die Seite ist mit sechs (drei auf jeder Seite) BQG-5-Array-Sonaren mit großer Apertur ausgestattet und das Heck ist mit zwei geschleppten Sonar-Arrays (TB-16D-Groblinienarray und TB-29A-Feinlinienarray) ausgestattet. Darüber hinaus ist es mit dem Geräuschpeilsonar BQR-20, dem Minenerkennungs- und Kollisionsvermeidungssonar BQS-24, dem Aufklärungssonar WLR-9A und dem Kommunikationssonar WQC-2 ausgestattet.

Besonders wichtig ist der Hinweis darauf, dass das Sonarsystem der Seawolf-Klasse äußerst fortschrittlich ist und das höchste Niveau für Angriffs-Atom-U-Boote erreicht. Mithilfe eines passiven Sonars kann es den Seitenwinkel des Ziels während der Manöver des Bootes genau messen, die Bewegungselemente entfernter Ziele genau berechnen und automatisch Feuerleitparameter generieren.

Hören Sie also auf zu behaupten, dass die Sea Wolf in den Berg gestürzt sei, weil das aktive Sonar nicht eingeschaltet war!

Welche anderen Mittel zur Navigation und Ortung unter Wasser gibt es für U-Boote außer Sonar?

Wie navigieren und positionieren sich U-Boote, wenn sie unter Wasser fahren?

Sie sind möglicherweise mit der Navigation und Positionierung von Überwasserschiffen, Autos usw. vertraut. Solange Sie über detaillierte Seekarten oder Landkarten sowie Seezeichen oder Verkehrszeichen verfügen, können Sie sicher und bequem auf die Straße gehen und Ihr Ziel präzise erreichen.

Wenn ein U-Boot jedoch unter Wasser fährt, kann es weder Navigationszeichen sehen noch GPS-Signale empfangen, geschweige denn Funksignale. Auch der Empfang von Befehlsinformationen muss innerhalb einer festgelegten Zeitspanne erfolgen. Insbesondere wenn Atom-U-Boote verdeckte Unterwasser-Navigationsmissionen durchführen, ist selbst übermäßiger Lärm auf dem U-Boot nicht erlaubt.

Wie navigieren und positionieren sich U-Boote in diesem Fall und wie vermeiden sie Kollisionen? Ist Sonar das einzige Mittel?

Tatsächlich sind moderne U-Boote im Allgemeinen auch mit fortschrittlichen elektronischen Kartensystemen, Trägheitsnavigationssystemen, geomagnetischen Feldpositionierungssystemen, Schwerkraftfeldpositionierungssystemen und Meeresboden-Terrain-/Bildabgleichsystemen ausgestattet.

Dazu gehört das Trägheitsnavigationssystem, ein fortschrittliches Navigationssystem, das dafür sorgt, dass Unterwasser-U-Boote ihren Kurs bestimmen und beibehalten. Die Hauptkomponenten des Systems sind Gyroskope und Beschleunigungsmesser. Es erstellt ein Navigationskoordinatensystem basierend auf der Ausgabe des Gyroskops und berechnet die Geschwindigkeit und Position des Fahrzeugs im Navigationskoordinatensystem basierend auf der Ausgabe des Beschleunigungsmessers.

Darüber hinaus ist das Trägheitsnavigationssystem ein autonomes Navigationssystem mit starker Entstörungsleistung. Es ist weder auf externe Informationen angewiesen noch strahlt es Energie nach außen ab. Es eignet sich sehr gut für U-Boote, die über längere Zeit hinweg heimlich unter Wasser fahren müssen.

Das System ist auf einem U-Boot installiert. Durch Messen der Beschleunigung des U-Boots und automatisches Durchführen von Integrationsvorgängen ermittelt es die momentanen Geschwindigkeits- und Positionsdaten des U-Boots und zeigt sie im Navigationskoordinatensystem an. Dadurch erhält man Informationen wie Kurs, Geschwindigkeit, Gierwinkel und Position des U-Boots.

Nachdem das Trägheitsnavigationssystem die Probleme des U-Boots hinsichtlich Kurs und Geschwindigkeitswahrnehmung gelöst hat, ist es auch notwendig, die eigene Position des U-Boots, die relative Position des U-Boots und verschiedener Unterwasser-Navigationshindernisse (Blockaden) sowie die Positionswahrnehmungsbeziehung zwischen dem U-Boot und anderen beweglichen Unterwasserzielen zu lösen und eine vollständige Palette relativer Bewegungshaltungen festzulegen, um Kollisionen wirksam zu vermeiden und eine sichere Navigation zu gewährleisten.

Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, das Geomagnetfeld, das Schwerkraftfeld-Positionierungssystem und das Meeresboden-Gelände-/Bildabgleichsystem usw. zusammen mit dem Sonarsystem umfassend zu nutzen, um die eigene Position, den Kurs, die Geschwindigkeit und andere Informationen des U-Boots, die Meeresumweltinformationen rund um das U-Boot, nicht identifizierte U-Boote, Minen, Eisberge und Hindernisse auf dem Meeresboden und andere Informationen über das elektronische Kartensystem in Form einer umfassenden Lagekarte darzustellen. U-Boot-Kommandanten nutzen dies, um das U-Boot zu manövrieren, um Gefahren zu vermeiden und den Feind anzugreifen.

Man kann sagen, dass moderne U-Boote neben Sonarsystemen auch auf eine Vielzahl von Systemen angewiesen sind, die sich gegenseitig ergänzen und überprüfen. Durch intelligente Anzeigetechnologie können sie Hindernisse umgehend erkennen, verschiedene Navigationsgefahren präzise vermeiden und sicherstellen, dass U-Boote sicher auf dem festgelegten Kurs und in der festgelegten Tiefe unter Wasser fahren.

Die Frage der Sicherheit der U-Boot-Navigation hat die Menschen schon immer beunruhigt, und dieser Vorfall, bei dem die „Sea Wolf in den Berg stürzte“, hat erneut die Aufmerksamkeit aller Beteiligten auf die Sicherheit der U-Boot-Navigation gelenkt. Daher können wir, wie der Sprecher des chinesischen Außenministeriums, Wang Wenbin, sagte, nur durch eine detaillierte Erklärung der relevanten Umstände des Unfalls umfassend auf die Sorgen und Zweifel aller Sektoren eingehen.

Quellen:

Du Zhaoping et al., „Ein Überblick über die Entwicklung ausländischer Sonartechnologie“, Schiffswissenschaft und -technologie, 2019.41-1.